10-09-2021, 08:00
Ponieważ instalacje przemysłowe osiągają niekiedy bardzo wysokie temperatury pracy, niezbędne jest zastosowanie izolacji o odpowiedniej grubości. Jakiej dokładnie? To zależy od wielu czynników, w tym m.in. od wiatru. Jak uwzględnić ten aspekt podczas doboru konkretnego rozwiązania?
Podstawowym celem każdej izolacji termicznej jest ograniczenie strat ciepła (lub wymiany ciepła z otoczeniem w przypadku instalacji zimnych). W przypadku systemów transportujących bądź magazynujących substancje o bardzo wysokiej temperaturze, drugim kluczowym zadaniem izolacji jest ograniczenie temperatury na zewnętrznej powierzchni rurociągów i zbiorników – tak, aby nie stanowiły zagrożenia dla życia i zdrowia ludzi.
Aby poznać wymagania dotyczące projektowania, wykonania i odbioru izolacji ciepłochronnej i zimnochronnej montowanej na urządzeniach i obiektach przemysłowych oraz energetycznych, takich jak rurociągi, aparaty, zbiorniki technologiczne i magazynowe stosowane w przemyśle, powinniśmy sięgnąć do normy PN-B-20105:2014-09.
W normie możemy znaleźć dopuszczalną maksymalną temperaturę powierzchni zewnętrznej płaszcza ochronnego izolacji, która wynosi 50°C.
Jak to wszystko ma się do normy PN-EN ISO 12241:2010, która określa zasady obliczania właściwości wyposażenia budynków i instalacji przemysłowych, w tym grubość izolacji termicznej? I co jeszcze istotniejsze: jak na temperaturę zewnętrznej powierzchni płaszcza, a co za tym idzie dobór konkretnego rozwiązania, wpływa prędkość wiatru?
Niepełne obliczenia grubości izolacji mogą znacząco wpłynąć na temperaturę powierzchni płaszcza, co odbija się negatywnie zarówno na ostatecznej efektywności energetycznej instalacji, jak i na bezpieczeństwie osób pracujących w jej pobliżu. Aby sprawdzić, jak istotną rolę pełni prędkość wiatru, skorzystamy z profesjonalnego narzędzia Paroc Calculus dostępnego bezpłatnie na stronie www.paroc.pl.
Do przykładowych obliczeń przyjęliśmy warunki letnie - temperaturę otoczenia ustawiamy na pułapie 30°C, a wilgotność względną powietrza przyjmujemy jako 50%. Zakładamy, że obliczenia będą dotyczyć rurociągu ze stali o średnicy zewnętrznej 406,4 mm i grubości 8,8 mm. Rurociąg ten transportuje parę wodną o ciśnieniu 100 barów i temperaturze 550°C. Umowny przewód biegnie na zewnątrz budynku przemysłowego. W ramach eksperymentu wykorzystaliśmy niepalną matę z wełny kamiennej do izolacji cieplnej przewodów wysokotemperaturowych PAROC Pro Wired Mat WR 680. Deklarowana przewodność cieplna produktu w temperaturze 600°C wynosi 0,190 W/mK.
Nie uwzględniając w obliczeniach prędkości wiatru, aby osiągnąć temperaturę powierzchni równą lub niższą od 50°C, potrzebujemy izolacji o grubości 300 mm (przy zastosowaniu płaszcza ze stali ocynkowanej) lub 420 mm (w przypadku płaszcza z blachy aluminiowej).
To, jak gwałtownie zmienia się temperatura na powierzchni płaszcza nawet przy bardzo słabym wietrze i przy zachowaniu tej samej grubości izolacji, obrazuje poniższy wykres.
Wpływ prędkości wiatru na obliczeniową grubość izolacji przedstawia poniższa tabela. Wyczytać można z niej grubość izolacji, która zapewni temperaturę na powierzchni płaszcza nie przekraczającą 50°C, w warunkach zmiennej prędkości wiatru. Jak z niej wynika, uwzględnienie w obliczeniach prędkości wiatru na poziomie zaledwie 1 m/s diametralnie zmienia grubość wymaganej izolacji.
Jak jednak przekuć powyższe obliczenia na rzeczywisty projekt instalacji? Jaką prędkość wiatru należy przyjąć w danym miejscu instalacji? Z pomocą ponownie przychodzi Paweł Stankiewicz, który w oparciu o doświadczenia inżynierów, z którymi współpracuje, podpowiada konkretne wartości.
- Generalnie dla rurociągów wewnątrz pomieszczeń, zarówno w lecie jak i w zimie, zaleca się przyjmowanie prędkości powietrza na poziomie 0,5-1 m/s. Projektując instalacje zewnętrzne należy wykonać symulację zarówno dla warunków letnich, jak i dla zimowych. Praktyka pokazuje, że w lecie jako wartości graniczne najlepiej przyjąć T otoczenia na poziomie 30° C i brak jakichkolwiek podmuchów wiatru. Dla warunków zimowych obliczeniowe prędkości wiatru określa się nawet jako 15 m/s – głównie dla instalacji usytuowanych na zewnątrz w warunkach wietrznych, na przykład na północy i południu Polski – podpowiada ekspert Paroc.
Artykuł został dodany przez firmę
Grupa Paroc jest międzynarodowym producentem izolacji z kamiennej wełny mineralnej.
Inne publikacje firmy
Podobne artykuły
Komentarze